twitter的snowflake算法(C#版本)

轉自:http://blog.csdn.net/kinwyb/article/details/50238505

使用twitter的snowflake算法生成唯一ID。

在分布式系統中，需要生成全局UID的場合還是比較多的，twitter的snowflake解決了這種需求，實現也還是很簡單的，除去配置信息，核心代碼就是毫秒級時間41位+機器ID 10位+毫秒內序列12位。

 

/// <summary>
    /// 根據twitter的snowflake算法生成唯一ID
    /// snowflake算法 64 位
    /// 0---0000000000 0000000000 0000000000 0000000000 0 --- 00000 ---00000 ---000000000000
    /// 第一位為未使用（實際上也可作為long的符號位），接下來的41位為毫秒級時間，然后5位datacenter標識位，5位機器ID（並不算標識符，實際是為線程標識），然后12位該毫秒內的當前毫秒內的計數，加起來剛好64位，為一個Long型。
    /// 其中datacenter標識位起始是機器位，機器ID其實是線程標識，可以同一一個10位來表示不同機器
    /// </summary>
    public class IdWorker
    {
        //機器ID
        private static long workerId;
        private static long twepoch = 687888001020L; //唯一時間，這是一個避免重復的隨機量，自行設定不要大於當前時間戳
        private static long sequence = 0L;
        private static int workerIdBits = 4; //機器碼字節數。4個字節用來保存機器碼
        public static long maxWorkerId = -1L ^ -1L << workerIdBits; //最大機器ID
        private static int sequenceBits = 10; //計數器字節數，10個字節用來保存計數碼
        private static int workerIdShift = sequenceBits; //機器碼數據左移位數，就是后面計數器占用的位數
        private static int timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits; //時間戳左移動位數就是機器碼和計數器總字節數
        public static long sequenceMask = -1L ^ -1L << sequenceBits; //一微秒內可以產生計數，如果達到該值則等到下一微妙在進行生成
        private long lastTimestamp = -1L;

        public IdWorker(long workerId)
        {
            if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0)
                throw new Exception(string.Format("worker Id can't be greater than {0} or less than 0 ", workerId));
            IdWorker.workerId=workerId;
        }

        public long nextId()
        {
            lock (this)
            {
                long timestamp = timeGen();
                if(this.lastTimestamp == timestamp){ //同一微妙中生成ID
                    IdWorker.sequence = (IdWorker.sequence + 1) & IdWorker.sequenceMask; //用&運算計算該微秒內產生的計數是否已經到達上限
                    if(IdWorker.sequence == 0){
                        //一微妙內產生的ID計數已達上限，等待下一微妙
                        timestamp = tillNextMillis(this.lastTimestamp);
                    }
                }
                else{ //不同微秒生成ID
                    IdWorker.sequence = 0; //計數清0
                }
                if(timestamp < lastTimestamp)
                { //如果當前時間戳比上一次生成ID時時間戳還小，拋出異常，因為不能保證現在生成的ID之前沒有生成過
                    throw new Exception(string.Format("Clock moved backwards.  Refusing to generate id for {0} milliseconds",
                        this.lastTimestamp - timestamp));
                }
                this.lastTimestamp = timestamp; //把當前時間戳保存為最后生成ID的時間戳
                long nextId = (timestamp - twepoch << timestampLeftShift) | IdWorker.workerId << IdWorker.workerIdShift | IdWorker.sequence;
                return nextId;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 獲取下一微秒時間戳
        /// </summary>
        /// <param name="lastTimestamp"></param>
        /// <returns></returns>
        private long tillNextMillis(long lastTimestamp)
        {
            long timestamp = timeGen();
            while(timestamp <= lastTimestamp)
            {
                timestamp = timeGen();
            }
            return timestamp;
        }

        /// <summary>
        /// 生成當前時間戳
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        private long timeGen()
        {
            return (long)(DateTime.UtcNow - new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc)).TotalMilliseconds;
        }

    }